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高中化学人教版 (2019)必修 第二册第三节 环境保护与绿色化学优秀导学案及答案
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第三节 环境保护与绿色化学优秀导学案及答案，共14页。学案主要包含了教材梳理，自主检测等内容，欢迎下载使用。
【教材梳理】
一、化学与环境保护
1．环境问题：由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。
2．“三废”：废气、废水和废渣。
3．大气污染
(1)污染物主要来源：除了自然因素，大气污染物主要来自化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物。
(2)次生污染物的形成
4．污水的处理方法
(1)常用的污水处理方法有物理法、化学法和生物法等。
(2)对污水中的细小悬浮物，可加入硫酸亚铁、硫酸铝、聚合氯化铝等混凝剂，使其聚集成较大的颗粒，然后经沉淀、过滤除去；对其他溶解在水中的污染物，常根据其化学性质采用中和法、氧化还原法和沉淀法等进行处理。
(3)污水处理的流程
①一级处理：通常采用物理方法，即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。经过一级处理后的水一般达不到排放标准，所以通常将一级处理作为预处理；
②二级处理：采用生物方法(又称微生物法)及某些化学方法，除去水中的可降解有机物等污染物。经过二级处理后的水一般可达到国家规定的排放标准；
③三级处理：主要采用化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗透法等，对污水进行深度处理和净化。经过三级处理后的水可用于绿化和景观用水等。
5．固体废物的处理
工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应遵循无害化、减量化和资源化的原则，达到减少环境污染和资源回收利用这两个重要目的。
二、绿色化学
1．绿色化学也称环境友好化学，其核心思想就是改变“先污染后治理”的观念和做法，利用化学原理和技术手段，减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质，实现从源头减少或消除环境污染。
2．按照绿色化学的思想，最理想的“原子经济性反应”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物(即不生成副产物，更不能产生废弃物)，这时原子利用率为100%。
【自主检测】
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)使用无磷洗衣粉，可彻底解决水体富营养化。( )
(2)将废电池深埋，可以避免其中的重金属污染。( )
(3)酸雨是pH<7的雨水。( )
(4)田间焚烧秸秆可减少土壤废弃物污染。 ( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)×
2．用金属铜制取硝酸铜，从节约原料和防止环境污染方面考虑，最好的方法是( )
A．铜eq \(――→,\s\up9(浓硝酸))硝酸铜
B．铜eq \(――→,\s\up9(稀硝酸))硝酸铜
C．Cueq \(――→,\s\up9(Cl2))CuCl2eq \(――→,\s\up9(AgNO3))Cu(NO3)2
D．Cueq \(――→,\s\up9(空气))CuOeq \(――→,\s\up9(HNO3))Cu(NO3)2
解析：选D。A项中所涉及的化学反应为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，B项中所涉及的化学反应为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，两个反应都既浪费原料(HNO3)，又污染大气(有NO2、NO气体放出)；C项中Cu在Cl2中燃烧会造成大气污染，用AgNO3做反应物不经济；D项中所涉及的化学反应为2Cu＋O2eq \(=====,\s\up9(△))2CuO、CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O，符合题目要求。
学习任务 常见环境问题与绿色化学
1．常见环境问题
2.绿色化学示意图
以下是与绿色化学、环境保护和人类健康息息相关的三个主题，请根据已知信息回答下列问题：
(1)下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是________(填字母)。
A．CH2==CH2＋HCl―→CH3CH2Cl
B．CH3CH2OH＋HCleq \(――→,\s\up9(催化剂))CH3CH2Cl＋H2O
C．CH3CH3＋Cl2eq \(――→,\s\up9(光))CH3CH2Cl＋HCl
D．CH2==CHCl＋H2eq \(――→,\s\up9(催化剂))CH3CH2Cl
由上述四个反应可归纳出，原子经济性最高的是____________(填反应类型)。
(2)有毒物质的无害化处理也是绿色化学研究的内容之一。ClO2是一种性能优良的消毒剂，它可将废水中少量的CN－等有毒的酸根离子氧化而除去。请写出用ClO2将废水中的CN－氧化成无毒气体的离子方程式：_____________________，该方法的优点是_____________________________________________________。
(3)某饮用水厂由天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图如下：
活性炭的作用是_________________________________________________；
O3消毒的优点是________________________________________________。
[解析] (1)原子经济性高，即理论上原子的利用率尽可能达到100%，没有副产物。A、D两项中的原子利用率都是100%。
(2)把CN－氧化成无毒气体，说明C、N分别生成了CO2、N2，ClO2的还原产物应该是无毒的Cl－。
(3)活性炭能吸附水中的有机物，从而除去异味。用O3消毒时，其产物无毒、无害。
[答案] (1)AD 加成反应
(2)2ClO2＋2CN－===2CO2＋N2＋2Cl－ 产物为无毒、无害的Cl－、CO2和N2
(3)吸附水中的有机物(或除去水中的异味) 反应产物无毒、无害
1．下列措施有利于节能减排、改善环境质量的有( )
①在大亚湾核电站已安全运行多年的基础上，广东将继续发展核电，以减少火力发电带来的二氧化硫和二氧化碳排放问题
②积极推行“限塑令”，加快研发利用二氧化碳合成聚碳酸酯类可降解塑料
③加速建设地铁、轻轨等轨道交通，促进珠三角城市一体化发展，减少汽车尾气排放
④发展低碳经济、循环经济，推广可利用太阳能、风能的城市照明系统
⑤使用生物酶降解生活废水中的有机物，使用填埋法处理未经分类的生活垃圾
A．①②③④B．只有①②⑤
C．①②④⑤ D．③④⑤
解析：选A。⑤中填埋法处理垃圾不能改善环境质量，相反会造成土壤污染，且应将生活垃圾分类。
2．在绿色化学工艺中，理想状态是反应物中的原子全部转化为期望得到的产物，即原子利用率为100%。以下反应最符合绿色化学“原子经济”要求的是( )
A．乙烯聚合为聚乙烯高分子材料
B．甲烷与氯气制备一氯甲烷
C．以铜和浓硫酸为原料生产硫酸铜
D．用二氧化硅制备高纯硅
解析：选A。A项，属于乙烯的加聚反应，符合原子利用率为100%的特点；B项，属于取代反应，还生成HCl等；C项，铜和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；D项，属于置换反应，用碳还原二氧化硅制备高纯硅的产物还有CO。
1．当今环境污染已成为人类面临的重大威胁，下列对应关系不完全正确的是( )
A．酸雨——SO2、NO2、CO2等
B．光化学烟雾——NO2、CxHy等
C．温室效应——CO2、CH4等
D．白色污染——难降解的塑料膜、塑料袋等
解析：选A。CO2排放过多会引起温室效应，但不会造成酸雨。
2．下列活动不符合“如何应对气候变化、提升经济绿色水平，实现人类可持续发展”这一主题的是( )
A．机动车实行限行措施是减少雾霾的途径之一
B．积极推广风能、太阳能、氢能等新型能源的使用
C．通过吸收空气中的CO2并利用廉价能源合成汽油，可推广“绿色自由”计划
D．将秸秆焚烧可得富含钾肥的草木灰，焚烧是一种较为理想的秸秆处理办法
解析：选D。机动车实行限行措施可以减少雾霾，A项不符合题意；推广风能、太阳能、氢能等新型能源的使用，可以降低污染，B项不符合题意；通过吸收空气中的CO2并利用廉价能源合成汽油，可推广“绿色自由”计划，C项不符合题意；焚烧秸秆会污染大气，增加雾霾的产生，D项符合题意。
3．人类生活离不开化学知识，下列叙述不正确的是( )
A．臭氧是饮用水的理想消毒剂之一，因为它杀菌能力强且不影响水质
B．因患“禽流感”而被捕杀的家禽尸体常用生石灰处理
C．医疗上常用体积分数为75%的酒精溶液进行皮肤消毒
D．食品加工、消毒、防腐常使用福尔马林
解析：选D。福尔马林有毒，不能用于食品加工，D项错误。
4．下列说法正确的是 ( )
A．利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气，是氢能开发的研究方向
B．光合作用是将光能转化为化学能的有效途径
C．石油、煤、天然气属于二次能源
D．绿色化学最显著的特征是在生产化工产品过程中必须以绿色植物为原料
解析：选B。利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解制氢气需要消耗大量的能源，A错误；光合作用是将光能转化为化学能的有效途径，B正确；石油、煤、天然气属于一次能源，C错误；绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染，D错误。
5．(2020·原创)发展以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法符合发展低碳经济的是( )
①发展氢能和太阳能 ②限制塑料制品的使用 ③提高原子利用率，发展绿色化学 ④家庭装修时用水性漆代替传统的油性漆
A．①②③B．②③④
C．①③④ D．①②③④
解析：选D。发展氢能和太阳能，限制塑料制品的使用，发展绿色化学，用水性漆代替油性漆都符合低碳经济的要求，所以D项正确。
[合格考检测]
1．下列说法正确的是( )
A．二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和二氧化碳是大气主要污染物
B．正常雨水的pH等于7
C．二氧化硫和二氧化氮是引起酸雨的主要气体
D．秸秆焚烧总体来说对庄稼是有益的，值得提倡
解析：选C。二氧化碳不属于大气污染物，它是引起温室效应的主要气体，A选项错误；正常雨水中因为溶有二氧化碳而显酸性，pH约为5.6，B选项错误；二氧化硫可以形成硫酸型酸雨，二氧化氮可以形成硝酸型酸雨，C选项正确；秸秆焚烧不仅引起空气污染，还破坏了土壤的结构，造成农田质量下降，且容易引起火灾，必须禁止，D选项错误。
2．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是( )
解析：选D。二氧化硫、氮氧化物会导致酸雨，氮氧化物主要来源于汽车尾气的排放，可引起光化学烟雾，所以A、B、C均错误；CO主要来源于汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧，易导致人体中毒，所以D正确。
3．环境污染已成为人类社会面临的重大问题，各种污染数不胜数，下列词语与环境污染无关的是( )
①温室效应 ②赤潮 ③酸雨 ④光化学污染 ⑤臭氧层空洞 ⑥水俣病 ⑦潮汐 ⑧大脖子病 ⑨水华
A．①③④⑨B．只有⑦⑧
C．⑥⑦⑧ D．②⑤⑦
解析：选B。⑦潮汐是由地球自转引起的自然现象，⑧大脖子病是人体缺碘引起的，二者均与环境污染无关。
4．下列化学工艺属于最理想的绿色化学工艺的是 ( )
①氯乙烯在一定条件下制聚氯乙烯塑料 ②铜在空气中灼烧生成氧化铜，氧化铜溶于稀硫酸制硫酸铜 ③乙烯与溴反应制1，2二溴乙烷 ④乙烷在光照条件下与氯气反应制1，2二氯乙烷 ⑤工业煅烧石灰石制CaO ⑥工业利用氢气在氯气中燃烧制盐酸
A．①②④ B．②③⑤
C．①④⑥ D．①③⑥
解析：选D。最理想的绿色化学工艺指原子利用率为100%的化学工艺。①产物只有一种，原子利用率为100%；②产物有硫酸铜和水，是比较好的方法，但是原子利用率小于100%；③产物只有一种，原子利用率为100%；④有副产物氯化氢、一氯代物或三氯代物等，原子利用率小于100%；⑤有副产物二氧化碳，原子利用率小于100%；⑥产物只有一种，原子利用率为100%。
5．(2020·广西宾阳中学高一月考)生活中的下列做法，符合环保理念的是 ( )
A．逢年过节，尽可能少放或不放烟花爆竹
B．农作物收割后留下的秸秆可就地焚烧
C．含磷洗涤剂的洗涤效果比较好，可广泛使用
D．废弃的塑料制品应该先切成碎片，然后填埋于土壤中
解析：选A。燃放烟花爆竹会产生一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等有害气体，污染空气，所以逢年过节，少放或不放烟花爆竹，可减少有害气体的排放，A项正确；农作物收割后留下的秸秆就地焚烧，会产生一氧化碳、PM10、PM2.5等空气污染物，污染大气，B项错误；含磷洗涤剂会污染水体，造成水体富营养化，形成赤潮和水华现象，C项错误；废弃的塑料制品填埋于土壤中，难降解，污染土壤，D项错误。
6．下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是 ( )
A．CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体
B．使用清洁能源是防止酸雨产生的重要措施之一
C．节能减排符合低碳经济的要求
D．合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺
解析：选A。N2不是造成温室效应的气体，A项错误；使用天然气、乙醇、H2等清洁能源，可避免大气污染物的产生，也可避免酸雨的产生，B项正确；低碳经济的主要措施就是节能减排，C项正确；可燃冰的开发利用，有助于缓解目前的能源紧缺状况，D项正确。
7．十九大报告中指出：“绿水青山就是金山银山。”而利用化学知识降低污染、治理污染，改善人类居住环境是化学工作者当前的首要任务。下列做法不利于环境保护的是( )
A．开发清洁能源 B．有效提高能源利用率
C．研制易降解的生物农药 D．对废电池做深埋处理
解析：选D。开发清洁能源有利于减少空气污染，保护环境；有效提高能源利用率，可以减少能源的消耗，保护环境；研制易降解的生物农药，可以减少农药的残留，保护环境；对废电池做深埋处理，电池中的重金属离子会污染土壤和地下水，故D项符合题意。
8．下列有关绿色化学及绿色食品的叙述均正确的组合是 ( )
①绿色化学指绝对无污染的化学过程
②绿色化学指依靠绿色植物来完成的化学过程
③绿色化学是没有或尽可能少污染的化学过程
④绿色化学是人们理想中的化学过程，无法实现
⑤治理工业“三废”属于绿色化学范畴
⑥合理施用农药属于绿色化学
⑦加强环境监测属于绿色化学过程
⑧开发利用氢能源属于绿色化学
⑨富含叶绿素的食品属于绿色食品
⑩新鲜的蔬菜属于绿色食品
⑪无污染的安全、优质、营养类食品属于绿色食品
⑫贴有“绿色”防伪标志的食品属于绿色食品
A．③⑧⑪ B．①②③⑤⑥⑧⑩
C．②⑥⑦⑨ D．④
解析：选A。①～⑧是对绿色化学的叙述。绿色化学的核心是从源头上减少或消除工业生产对环境的污染，强调最理想的原子经济性原则和污染物的零排放。所以①中的“绝对无污染”、②中的“依靠绿色植物”、④中的“无法实现”、⑤中的“治理三废”、⑥中的“合理施用农药”、⑦中的“加强环境监测”等内容是错误的或不属于绿色化学范畴，③⑧正确。⑨～⑫是对绿色食品的描述，只有⑪正确。
9．冬天，我国北方大部分地区常出现严重的空气污染，其主要原因是化石燃料的大量使用。提高燃料利用率，减少化石燃料的燃烧造成的环境污染，已成为人类面临的重大挑战。
(1)氢气是人类理想的能源，为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气。下列可供开发且比较经济的制氢气的方法是______(填序号)。
①电解水 ②锌与稀硫酸反应 ③光解海水
制得氢气后还需要解决的问题是__________________(写出其中一个)。
(2)将CO2转化成有机物可有效地实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多，如
a．6CO2＋6H2Oeq \(――→,\s\up9(光),\s\d9(叶绿体))C6H12O6＋6O2
葡萄糖
b．CO2＋3H2eq \(――→,\s\up9(催化剂),\s\d9(△))CH3OH＋H2O
c．CO4＋CH4eq \(――→,\s\up9(催化剂),\s\d9(△))CH3COOH
d．2CO2＋6H2eq \(――→,\s\up9(催化剂),\s\d9(△))CH2==CH2＋4H2O
以上反应中，最节能的是________(填字母，下同)，原子利用率最高的是________。
(3)煤液化后可得到甲醇，甲醇在一定条件下与CO、H2作用生成有机物A，A发生加聚反应可生成高分子，写出A的结构简式：____________________。
解析：(1)①②都不符合经济原则，③能实现且较经济。制得氢气后还需要解决的问题是贮存和运输。(2)节能中的“能”指消耗的能量，利用太阳能是最节能的措施之一，而光合作用就是充分利用太阳能。原子利用率最高的化学反应是产物只有一种的化合反应、加成反应、加聚反应等，c中反应无副产物，原子利用率最高。(3)由高分子的结构简式可推知A的结构简式为。
答案：(1)③ 贮存和运输(写出一个即可) (2)a c (3)
[等级考检测]
10．对以下问题的认识中，不正确的是( )
A．矿泉水瓶回收、再利用，是减少“白色污染”的有效措施
B．大量使用食品添加剂，可有助于改善食品的色、香、味，并不影响健康
C．电子垃圾统一回收、拆解、再利用，能够减少对土壤和水源的污染
D．“地沟油”经过加工处理制成肥皂或生物柴油，可以实现厨余废物合理利用
解析：选B。过量使用食品添加剂会对人体造成伤害。
11． (2018·高考全国卷Ⅱ)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。下列叙述错误的是( )
A．雾和霾的分散剂相同
B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关
解析：选AC。雾和霾的分散剂均为空气，A项正确；结合图示可知形成雾霾的无机颗粒物中含有NH4NO3和(NH4)2SO4，B项正确；根据图示可知空气中NOx、SO2等分别转化为HNO3、H2SO4后，吸收空气中的NH3生成NH4NO3和(NH4)2SO4，即NH3是形成无机颗粒物的反应物，C项错误；过度施用氮肥，会导致空气中挥发的NH3浓度增大，与雾霾的形成有关，D项正确。
12．绿色化学是预防污染的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒、无害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产的各个环节中都实现净化和无污染。
(1)下列各项符合绿色化学要求的是________。
A．处理废弃物 B．治理污染点
C．减少有毒物 D．杜绝污染源
(2)在我国西部大开发中，某地为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是________。
A．建在西部干旱区可以脱贫致富
B．应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区
C．企业有权自主选择厂址
D．不宜建在人口稠密的居民区
(3)某化工厂排放的污水中含有Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、Hg2＋四种离子。某同学设计了从该污水中回收纯净的金属铜的方案。
在该方案中，哪一步操作会导致环境污染？
________________________________________________________________；
应采取哪些措施防止污染？
________________________________________________________________。
解析：(1)根据题干描述：绿色化学是预防污染的根本手段，因此应从源头上杜绝污染。
(2)化工基地的筹建首先不宜建在人口稠密的居民区，同时要考虑水资源和交通问题。
(3)第③步由于汞的沸点低，易挥发且有毒，因此会造成环境污染。
答案：(1)D (2)BD (3)第③步 增加冷凝回收装置
13．酸雨形成的原理之一可简示如下：
eq \x(含硫燃料)eq \(――→,\s\up9(O2),\s\d9(反应①))eq \x(A)eq \(――→,\s\up9(O2),\s\d9(反应②))eq \x(B)eq \(――→,\s\up9(H2O),\s\d9(反应③))eq \x(硫酸)
请回答下列问题：
(1)A物质的化学式为______________，B物质的化学式为________________。
(2)三个反应中，不属于氧化还原反应的是________(填序号)。
(3)SO2中硫元素显＋4价，它可以降低到0价，利用这一性质可在工厂的烟道气中通入合适的____________(填“氧化剂”或“还原剂”)除去SO2，达到减少污染的目的。
(4)雨水的pH<5.6时，就判断为酸雨。已知pH＝－lg c(H＋)，经测定某雨水中只含硫酸，且其浓度为5×10－5 ml·L－1，则这次降雨________(填“是”或“不是”)酸雨。
(5)火力发电厂燃烧的煤中含有大量的硫，其排出的废气中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。为了除去有害SO2气体，在英国已进行了一个研究，结果表明：高烟囱可以有效降低地面SO2的浓度，在20世纪60年代到70年代的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于高烟囱的建造，地面SO2浓度降低了30%之多。
①你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是_________________。
A．少用煤做燃料 B．把工厂的烟囱造高
C．燃料脱硫 D．把工厂迁移到农村
E．开发新能源
②请从全球环境保护的角度，分析这种建高烟囱的方法是否可取？________，理由是___________________________________________________。
解析：(1)含硫燃料eq \(――→,\s\up9(O2))SO2eq \(――→,\s\up9(O2))SO3eq \(――→,\s\up9(H2O))H2SO4。
(2)SO3＋H2O===H2SO4为非氧化还原反应。
(3)SO2中硫元素从＋4价变成0价，因此必须加入还原剂。
(4)c(H＋)＝2×5×10－5 ml·L－1＝1×10－4ml·L－1，则pH＝－lg(1×10－4)＝4<5.6，故是酸雨。
(5)减少酸雨产生的根本途径是减少SO2的排放量。
答案：(1)SO2 SO3 (2)③ (3)还原剂 (4)是
(5)①ACE ②不可取 没有减少SO2的排放量课程标准
核心素养
1.认识物质及其变化对环境的影响，依据物质的性质及其变化认识环境污染的成因、主要危害及其防治措施。
2．以酸雨的防治和污水处理为例，体会化学对环境保护的作用，树立绿色化学的观念。
1.科学探究与创新意识：能结合具体的污染问题，设计简单的防治方案，并运用化学实验进行实验探究。
2．科学态度与社会责任：了解在化工生产中遵循绿色化学思想的重要性，能运用绿色化学思想分析和讨论化工生产的相关问题。
环境问题
主要污染物
主要危害
温室效应
CO2
全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等
酸雨
SO2、NOx
土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等
臭氧层破坏
氟氯代烷、NOx
到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害
光化学烟雾
碳氢化合物、NOx
刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡
白色污染
废弃塑料制品
(1)在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产。
(2)混入生活垃圾中难处理、难回收。
(3)易被动物当作食物吞入，导致动物死亡
赤潮和水华
废水中含氮、磷元素的营养物质
使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质恶化
PM2.5
颗粒物
污染空气，形成雾霾天气，增加交通事故，危害人体健康
选项
氧化物
环境问题
主要来源
A
CO2
酸雨
化石燃料的燃烧
B
SO2
光化学烟雾
汽车尾气的排放
C
NO2
臭氧层空洞
雷雨天气
D
CO
使人中毒
汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧
【教材梳理】
一、化学与环境保护
1．环境问题：由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。
2．“三废”：废气、废水和废渣。
3．大气污染
(1)污染物主要来源：除了自然因素，大气污染物主要来自化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物。
(2)次生污染物的形成
4．污水的处理方法
(1)常用的污水处理方法有物理法、化学法和生物法等。
(2)对污水中的细小悬浮物，可加入硫酸亚铁、硫酸铝、聚合氯化铝等混凝剂，使其聚集成较大的颗粒，然后经沉淀、过滤除去；对其他溶解在水中的污染物，常根据其化学性质采用中和法、氧化还原法和沉淀法等进行处理。
(3)污水处理的流程
①一级处理：通常采用物理方法，即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。经过一级处理后的水一般达不到排放标准，所以通常将一级处理作为预处理；
②二级处理：采用生物方法(又称微生物法)及某些化学方法，除去水中的可降解有机物等污染物。经过二级处理后的水一般可达到国家规定的排放标准；
③三级处理：主要采用化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗透法等，对污水进行深度处理和净化。经过三级处理后的水可用于绿化和景观用水等。
5．固体废物的处理
工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应遵循无害化、减量化和资源化的原则，达到减少环境污染和资源回收利用这两个重要目的。
二、绿色化学
1．绿色化学也称环境友好化学，其核心思想就是改变“先污染后治理”的观念和做法，利用化学原理和技术手段，减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质，实现从源头减少或消除环境污染。
2．按照绿色化学的思想，最理想的“原子经济性反应”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物(即不生成副产物，更不能产生废弃物)，这时原子利用率为100%。
【自主检测】
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)使用无磷洗衣粉，可彻底解决水体富营养化。( )
(2)将废电池深埋，可以避免其中的重金属污染。( )
(3)酸雨是pH<7的雨水。( )
(4)田间焚烧秸秆可减少土壤废弃物污染。 ( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)×
2．用金属铜制取硝酸铜，从节约原料和防止环境污染方面考虑，最好的方法是( )
A．铜eq \(――→,\s\up9(浓硝酸))硝酸铜
B．铜eq \(――→,\s\up9(稀硝酸))硝酸铜
C．Cueq \(――→,\s\up9(Cl2))CuCl2eq \(――→,\s\up9(AgNO3))Cu(NO3)2
D．Cueq \(――→,\s\up9(空气))CuOeq \(――→,\s\up9(HNO3))Cu(NO3)2
解析：选D。A项中所涉及的化学反应为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，B项中所涉及的化学反应为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，两个反应都既浪费原料(HNO3)，又污染大气(有NO2、NO气体放出)；C项中Cu在Cl2中燃烧会造成大气污染，用AgNO3做反应物不经济；D项中所涉及的化学反应为2Cu＋O2eq \(=====,\s\up9(△))2CuO、CuO＋2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O，符合题目要求。
学习任务 常见环境问题与绿色化学
1．常见环境问题
2.绿色化学示意图
以下是与绿色化学、环境保护和人类健康息息相关的三个主题，请根据已知信息回答下列问题：
(1)下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是________(填字母)。
A．CH2==CH2＋HCl―→CH3CH2Cl
B．CH3CH2OH＋HCleq \(――→,\s\up9(催化剂))CH3CH2Cl＋H2O
C．CH3CH3＋Cl2eq \(――→,\s\up9(光))CH3CH2Cl＋HCl
D．CH2==CHCl＋H2eq \(――→,\s\up9(催化剂))CH3CH2Cl
由上述四个反应可归纳出，原子经济性最高的是____________(填反应类型)。
(2)有毒物质的无害化处理也是绿色化学研究的内容之一。ClO2是一种性能优良的消毒剂，它可将废水中少量的CN－等有毒的酸根离子氧化而除去。请写出用ClO2将废水中的CN－氧化成无毒气体的离子方程式：_____________________，该方法的优点是_____________________________________________________。
(3)某饮用水厂由天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图如下：
活性炭的作用是_________________________________________________；
O3消毒的优点是________________________________________________。
[解析] (1)原子经济性高，即理论上原子的利用率尽可能达到100%，没有副产物。A、D两项中的原子利用率都是100%。
(2)把CN－氧化成无毒气体，说明C、N分别生成了CO2、N2，ClO2的还原产物应该是无毒的Cl－。
(3)活性炭能吸附水中的有机物，从而除去异味。用O3消毒时，其产物无毒、无害。
[答案] (1)AD 加成反应
(2)2ClO2＋2CN－===2CO2＋N2＋2Cl－ 产物为无毒、无害的Cl－、CO2和N2
(3)吸附水中的有机物(或除去水中的异味) 反应产物无毒、无害
1．下列措施有利于节能减排、改善环境质量的有( )
①在大亚湾核电站已安全运行多年的基础上，广东将继续发展核电，以减少火力发电带来的二氧化硫和二氧化碳排放问题
②积极推行“限塑令”，加快研发利用二氧化碳合成聚碳酸酯类可降解塑料
③加速建设地铁、轻轨等轨道交通，促进珠三角城市一体化发展，减少汽车尾气排放
④发展低碳经济、循环经济，推广可利用太阳能、风能的城市照明系统
⑤使用生物酶降解生活废水中的有机物，使用填埋法处理未经分类的生活垃圾
A．①②③④B．只有①②⑤
C．①②④⑤ D．③④⑤
解析：选A。⑤中填埋法处理垃圾不能改善环境质量，相反会造成土壤污染，且应将生活垃圾分类。
2．在绿色化学工艺中，理想状态是反应物中的原子全部转化为期望得到的产物，即原子利用率为100%。以下反应最符合绿色化学“原子经济”要求的是( )
A．乙烯聚合为聚乙烯高分子材料
B．甲烷与氯气制备一氯甲烷
C．以铜和浓硫酸为原料生产硫酸铜
D．用二氧化硅制备高纯硅
解析：选A。A项，属于乙烯的加聚反应，符合原子利用率为100%的特点；B项，属于取代反应，还生成HCl等；C项，铜和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水；D项，属于置换反应，用碳还原二氧化硅制备高纯硅的产物还有CO。
1．当今环境污染已成为人类面临的重大威胁，下列对应关系不完全正确的是( )
A．酸雨——SO2、NO2、CO2等
B．光化学烟雾——NO2、CxHy等
C．温室效应——CO2、CH4等
D．白色污染——难降解的塑料膜、塑料袋等
解析：选A。CO2排放过多会引起温室效应，但不会造成酸雨。
2．下列活动不符合“如何应对气候变化、提升经济绿色水平，实现人类可持续发展”这一主题的是( )
A．机动车实行限行措施是减少雾霾的途径之一
B．积极推广风能、太阳能、氢能等新型能源的使用
C．通过吸收空气中的CO2并利用廉价能源合成汽油，可推广“绿色自由”计划
D．将秸秆焚烧可得富含钾肥的草木灰，焚烧是一种较为理想的秸秆处理办法
解析：选D。机动车实行限行措施可以减少雾霾，A项不符合题意；推广风能、太阳能、氢能等新型能源的使用，可以降低污染，B项不符合题意；通过吸收空气中的CO2并利用廉价能源合成汽油，可推广“绿色自由”计划，C项不符合题意；焚烧秸秆会污染大气，增加雾霾的产生，D项符合题意。
3．人类生活离不开化学知识，下列叙述不正确的是( )
A．臭氧是饮用水的理想消毒剂之一，因为它杀菌能力强且不影响水质
B．因患“禽流感”而被捕杀的家禽尸体常用生石灰处理
C．医疗上常用体积分数为75%的酒精溶液进行皮肤消毒
D．食品加工、消毒、防腐常使用福尔马林
解析：选D。福尔马林有毒，不能用于食品加工，D项错误。
4．下列说法正确的是 ( )
A．利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气，是氢能开发的研究方向
B．光合作用是将光能转化为化学能的有效途径
C．石油、煤、天然气属于二次能源
D．绿色化学最显著的特征是在生产化工产品过程中必须以绿色植物为原料
解析：选B。利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解制氢气需要消耗大量的能源，A错误；光合作用是将光能转化为化学能的有效途径，B正确；石油、煤、天然气属于一次能源，C错误；绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染，D错误。
5．(2020·原创)发展以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法符合发展低碳经济的是( )
①发展氢能和太阳能 ②限制塑料制品的使用 ③提高原子利用率，发展绿色化学 ④家庭装修时用水性漆代替传统的油性漆
A．①②③B．②③④
C．①③④ D．①②③④
解析：选D。发展氢能和太阳能，限制塑料制品的使用，发展绿色化学，用水性漆代替油性漆都符合低碳经济的要求，所以D项正确。
[合格考检测]
1．下列说法正确的是( )
A．二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和二氧化碳是大气主要污染物
B．正常雨水的pH等于7
C．二氧化硫和二氧化氮是引起酸雨的主要气体
D．秸秆焚烧总体来说对庄稼是有益的，值得提倡
解析：选C。二氧化碳不属于大气污染物，它是引起温室效应的主要气体，A选项错误；正常雨水中因为溶有二氧化碳而显酸性，pH约为5.6，B选项错误；二氧化硫可以形成硫酸型酸雨，二氧化氮可以形成硝酸型酸雨，C选项正确；秸秆焚烧不仅引起空气污染，还破坏了土壤的结构，造成农田质量下降，且容易引起火灾，必须禁止，D选项错误。
2．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是( )
解析：选D。二氧化硫、氮氧化物会导致酸雨，氮氧化物主要来源于汽车尾气的排放，可引起光化学烟雾，所以A、B、C均错误；CO主要来源于汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧，易导致人体中毒，所以D正确。
3．环境污染已成为人类社会面临的重大问题，各种污染数不胜数，下列词语与环境污染无关的是( )
①温室效应 ②赤潮 ③酸雨 ④光化学污染 ⑤臭氧层空洞 ⑥水俣病 ⑦潮汐 ⑧大脖子病 ⑨水华
A．①③④⑨B．只有⑦⑧
C．⑥⑦⑧ D．②⑤⑦
解析：选B。⑦潮汐是由地球自转引起的自然现象，⑧大脖子病是人体缺碘引起的，二者均与环境污染无关。
4．下列化学工艺属于最理想的绿色化学工艺的是 ( )
①氯乙烯在一定条件下制聚氯乙烯塑料 ②铜在空气中灼烧生成氧化铜，氧化铜溶于稀硫酸制硫酸铜 ③乙烯与溴反应制1，2二溴乙烷 ④乙烷在光照条件下与氯气反应制1，2二氯乙烷 ⑤工业煅烧石灰石制CaO ⑥工业利用氢气在氯气中燃烧制盐酸
A．①②④ B．②③⑤
C．①④⑥ D．①③⑥
解析：选D。最理想的绿色化学工艺指原子利用率为100%的化学工艺。①产物只有一种，原子利用率为100%；②产物有硫酸铜和水，是比较好的方法，但是原子利用率小于100%；③产物只有一种，原子利用率为100%；④有副产物氯化氢、一氯代物或三氯代物等，原子利用率小于100%；⑤有副产物二氧化碳，原子利用率小于100%；⑥产物只有一种，原子利用率为100%。
5．(2020·广西宾阳中学高一月考)生活中的下列做法，符合环保理念的是 ( )
A．逢年过节，尽可能少放或不放烟花爆竹
B．农作物收割后留下的秸秆可就地焚烧
C．含磷洗涤剂的洗涤效果比较好，可广泛使用
D．废弃的塑料制品应该先切成碎片，然后填埋于土壤中
解析：选A。燃放烟花爆竹会产生一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等有害气体，污染空气，所以逢年过节，少放或不放烟花爆竹，可减少有害气体的排放，A项正确；农作物收割后留下的秸秆就地焚烧，会产生一氧化碳、PM10、PM2.5等空气污染物，污染大气，B项错误；含磷洗涤剂会污染水体，造成水体富营养化，形成赤潮和水华现象，C项错误；废弃的塑料制品填埋于土壤中，难降解，污染土壤，D项错误。
6．下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是 ( )
A．CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体
B．使用清洁能源是防止酸雨产生的重要措施之一
C．节能减排符合低碳经济的要求
D．合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺
解析：选A。N2不是造成温室效应的气体，A项错误；使用天然气、乙醇、H2等清洁能源，可避免大气污染物的产生，也可避免酸雨的产生，B项正确；低碳经济的主要措施就是节能减排，C项正确；可燃冰的开发利用，有助于缓解目前的能源紧缺状况，D项正确。
7．十九大报告中指出：“绿水青山就是金山银山。”而利用化学知识降低污染、治理污染，改善人类居住环境是化学工作者当前的首要任务。下列做法不利于环境保护的是( )
A．开发清洁能源 B．有效提高能源利用率
C．研制易降解的生物农药 D．对废电池做深埋处理
解析：选D。开发清洁能源有利于减少空气污染，保护环境；有效提高能源利用率，可以减少能源的消耗，保护环境；研制易降解的生物农药，可以减少农药的残留，保护环境；对废电池做深埋处理，电池中的重金属离子会污染土壤和地下水，故D项符合题意。
8．下列有关绿色化学及绿色食品的叙述均正确的组合是 ( )
①绿色化学指绝对无污染的化学过程
②绿色化学指依靠绿色植物来完成的化学过程
③绿色化学是没有或尽可能少污染的化学过程
④绿色化学是人们理想中的化学过程，无法实现
⑤治理工业“三废”属于绿色化学范畴
⑥合理施用农药属于绿色化学
⑦加强环境监测属于绿色化学过程
⑧开发利用氢能源属于绿色化学
⑨富含叶绿素的食品属于绿色食品
⑩新鲜的蔬菜属于绿色食品
⑪无污染的安全、优质、营养类食品属于绿色食品
⑫贴有“绿色”防伪标志的食品属于绿色食品
A．③⑧⑪ B．①②③⑤⑥⑧⑩
C．②⑥⑦⑨ D．④
解析：选A。①～⑧是对绿色化学的叙述。绿色化学的核心是从源头上减少或消除工业生产对环境的污染，强调最理想的原子经济性原则和污染物的零排放。所以①中的“绝对无污染”、②中的“依靠绿色植物”、④中的“无法实现”、⑤中的“治理三废”、⑥中的“合理施用农药”、⑦中的“加强环境监测”等内容是错误的或不属于绿色化学范畴，③⑧正确。⑨～⑫是对绿色食品的描述，只有⑪正确。
9．冬天，我国北方大部分地区常出现严重的空气污染，其主要原因是化石燃料的大量使用。提高燃料利用率，减少化石燃料的燃烧造成的环境污染，已成为人类面临的重大挑战。
(1)氢气是人类理想的能源，为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气。下列可供开发且比较经济的制氢气的方法是______(填序号)。
①电解水 ②锌与稀硫酸反应 ③光解海水
制得氢气后还需要解决的问题是__________________(写出其中一个)。
(2)将CO2转化成有机物可有效地实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多，如
a．6CO2＋6H2Oeq \(――→,\s\up9(光),\s\d9(叶绿体))C6H12O6＋6O2
葡萄糖
b．CO2＋3H2eq \(――→,\s\up9(催化剂),\s\d9(△))CH3OH＋H2O
c．CO4＋CH4eq \(――→,\s\up9(催化剂),\s\d9(△))CH3COOH
d．2CO2＋6H2eq \(――→,\s\up9(催化剂),\s\d9(△))CH2==CH2＋4H2O
以上反应中，最节能的是________(填字母，下同)，原子利用率最高的是________。
(3)煤液化后可得到甲醇，甲醇在一定条件下与CO、H2作用生成有机物A，A发生加聚反应可生成高分子，写出A的结构简式：____________________。
解析：(1)①②都不符合经济原则，③能实现且较经济。制得氢气后还需要解决的问题是贮存和运输。(2)节能中的“能”指消耗的能量，利用太阳能是最节能的措施之一，而光合作用就是充分利用太阳能。原子利用率最高的化学反应是产物只有一种的化合反应、加成反应、加聚反应等，c中反应无副产物，原子利用率最高。(3)由高分子的结构简式可推知A的结构简式为。
答案：(1)③ 贮存和运输(写出一个即可) (2)a c (3)
[等级考检测]
10．对以下问题的认识中，不正确的是( )
A．矿泉水瓶回收、再利用，是减少“白色污染”的有效措施
B．大量使用食品添加剂，可有助于改善食品的色、香、味，并不影响健康
C．电子垃圾统一回收、拆解、再利用，能够减少对土壤和水源的污染
D．“地沟油”经过加工处理制成肥皂或生物柴油，可以实现厨余废物合理利用
解析：选B。过量使用食品添加剂会对人体造成伤害。
11． (2018·高考全国卷Ⅱ)研究表明，氮氧化物和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关(如图所示)。下列叙述错误的是( )
A．雾和霾的分散剂相同
B．雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C．NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D．雾霾的形成与过度施用氮肥有关
解析：选AC。雾和霾的分散剂均为空气，A项正确；结合图示可知形成雾霾的无机颗粒物中含有NH4NO3和(NH4)2SO4，B项正确；根据图示可知空气中NOx、SO2等分别转化为HNO3、H2SO4后，吸收空气中的NH3生成NH4NO3和(NH4)2SO4，即NH3是形成无机颗粒物的反应物，C项错误；过度施用氮肥，会导致空气中挥发的NH3浓度增大，与雾霾的形成有关，D项正确。
12．绿色化学是预防污染的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒、无害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产的各个环节中都实现净化和无污染。
(1)下列各项符合绿色化学要求的是________。
A．处理废弃物 B．治理污染点
C．减少有毒物 D．杜绝污染源
(2)在我国西部大开发中，某地为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是________。
A．建在西部干旱区可以脱贫致富
B．应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区
C．企业有权自主选择厂址
D．不宜建在人口稠密的居民区
(3)某化工厂排放的污水中含有Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、Hg2＋四种离子。某同学设计了从该污水中回收纯净的金属铜的方案。
在该方案中，哪一步操作会导致环境污染？
________________________________________________________________；
应采取哪些措施防止污染？
________________________________________________________________。
解析：(1)根据题干描述：绿色化学是预防污染的根本手段，因此应从源头上杜绝污染。
(2)化工基地的筹建首先不宜建在人口稠密的居民区，同时要考虑水资源和交通问题。
(3)第③步由于汞的沸点低，易挥发且有毒，因此会造成环境污染。
答案：(1)D (2)BD (3)第③步 增加冷凝回收装置
13．酸雨形成的原理之一可简示如下：
eq \x(含硫燃料)eq \(――→,\s\up9(O2),\s\d9(反应①))eq \x(A)eq \(――→,\s\up9(O2),\s\d9(反应②))eq \x(B)eq \(――→,\s\up9(H2O),\s\d9(反应③))eq \x(硫酸)
请回答下列问题：
(1)A物质的化学式为______________，B物质的化学式为________________。
(2)三个反应中，不属于氧化还原反应的是________(填序号)。
(3)SO2中硫元素显＋4价，它可以降低到0价，利用这一性质可在工厂的烟道气中通入合适的____________(填“氧化剂”或“还原剂”)除去SO2，达到减少污染的目的。
(4)雨水的pH<5.6时，就判断为酸雨。已知pH＝－lg c(H＋)，经测定某雨水中只含硫酸，且其浓度为5×10－5 ml·L－1，则这次降雨________(填“是”或“不是”)酸雨。
(5)火力发电厂燃烧的煤中含有大量的硫，其排出的废气中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。为了除去有害SO2气体，在英国已进行了一个研究，结果表明：高烟囱可以有效降低地面SO2的浓度，在20世纪60年代到70年代的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于高烟囱的建造，地面SO2浓度降低了30%之多。
①你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是_________________。
A．少用煤做燃料 B．把工厂的烟囱造高
C．燃料脱硫 D．把工厂迁移到农村
E．开发新能源
②请从全球环境保护的角度，分析这种建高烟囱的方法是否可取？________，理由是___________________________________________________。
解析：(1)含硫燃料eq \(――→,\s\up9(O2))SO2eq \(――→,\s\up9(O2))SO3eq \(――→,\s\up9(H2O))H2SO4。
(2)SO3＋H2O===H2SO4为非氧化还原反应。
(3)SO2中硫元素从＋4价变成0价，因此必须加入还原剂。
(4)c(H＋)＝2×5×10－5 ml·L－1＝1×10－4ml·L－1，则pH＝－lg(1×10－4)＝4<5.6，故是酸雨。
(5)减少酸雨产生的根本途径是减少SO2的排放量。
答案：(1)SO2 SO3 (2)③ (3)还原剂 (4)是
(5)①ACE ②不可取 没有减少SO2的排放量课程标准
核心素养
1.认识物质及其变化对环境的影响，依据物质的性质及其变化认识环境污染的成因、主要危害及其防治措施。
2．以酸雨的防治和污水处理为例，体会化学对环境保护的作用，树立绿色化学的观念。
1.科学探究与创新意识：能结合具体的污染问题，设计简单的防治方案，并运用化学实验进行实验探究。
2．科学态度与社会责任：了解在化工生产中遵循绿色化学思想的重要性，能运用绿色化学思想分析和讨论化工生产的相关问题。
环境问题
主要污染物
主要危害
温室效应
CO2
全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等
酸雨
SO2、NOx
土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等
臭氧层破坏
氟氯代烷、NOx
到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害
光化学烟雾
碳氢化合物、NOx
刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡
白色污染
废弃塑料制品
(1)在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产。
(2)混入生活垃圾中难处理、难回收。
(3)易被动物当作食物吞入，导致动物死亡
赤潮和水华
废水中含氮、磷元素的营养物质
使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质恶化
PM2.5
颗粒物
污染空气，形成雾霾天气，增加交通事故，危害人体健康
选项
氧化物
环境问题
主要来源
A
CO2
酸雨
化石燃料的燃烧
B
SO2
光化学烟雾
汽车尾气的排放
C
NO2
臭氧层空洞
雷雨天气
D
CO
使人中毒
汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧
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